Processos bioenergéticos

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Fernanda - DBQ CK 
 Compreender o processo de oxidação da 
glicose para produção de energia na forma de 
ATP. 
 
 Conhecer o ciclo de Krebs e compreender sua 
importância para a respiração celular. 
 
 Analisar a Cadeia Respiratória e a Fosforilação 
oxidativa e entender como a energia 
armazenada nos transportadores de elétrons 
é convertida em ATP. 
 
 
O combustível mais comum 
para as células é a glicose 
(C6H12O6). 
A respiração celular é dividida 
em 4 etapas: 
As células obtém energia 
quando oxidam (queimam) a 
glicose. 
COMO AS CÉLULAS OBTÉM ENERGIA? 
Fernanda - DBQ CK 
 Alimentação: carboidratos, lipídeos, proteínas 
 fonte de energia para célula. 
 As células convertem a energia dos diversos 
compostos orgânicos em um só tipo de 
moeda energética: o ATP. 
Fernanda - DBQ CK 
 A glicólise ou via glicolítica é o centro do 
metabolismo dos carboidratos, pois, 
praticamente todos os glicídeos podem ser 
convertidos em glicose. 
 
 A glicólise oxida a glicose, isto é, extrai 
elétrons ricos em energia da molécula de 
glicose e passa para o NAD+ que se converte 
em NADH. 
 
 NAD+: carreador de elétrons ricos em energia. 
 
Fernanda - DBQ CK 
 Objetivo da Glicólise: fornecer energia (na 
forma de ATP) e intermediários para outras 
vias metabólicas. 
 
 Onde ocorre: citosol 
 
 Produto final da glicólise: piruvato. 
 
Glicólise 
Fernanda - DBQ CK 
A glicólise acontece em 2 estágios: 
 
 Fase de investimento  gasta 2 ATP  são as 
5 primeiras reações; 
 
 Fase de produção de energia  produz 4 ATP 
 são as 5 últimas reações. 
Fernanda - DBQ CK 
Glicólise 
Mg2+ 
Glicose + 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD
+  2 Piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H+ + 2 H2O 
2NADH + 2H+ 
+ 
Fernanda - DBQ CK 
 Para cada molécula de glicose degradada até 
piruvato temos: 
 
 Gasto de 2 ATPs 
 Ganho de 4 ATPs 
 Saldo de 2 ATPs 
 
Fernanda - DBQ CK 
 A glicólise libera apenas uma pequena fração 
(-146 kj/mol) da energia total disponível na 
molécula de glicose (-2840 kj/mol). 
 
 As duas moléculas de piruvato ainda retêm a 
maior parte da energia potencial da glicose 
que pode ser extraída pelo ciclo de Krebs e 
pela fosforilação oxidativa. 
Glicólise 
Fernanda - DBQ CK 
 Condições aeróbicas: 
◦ Ciclo de Krebs: 
Piruvato 2 Acetil CoA 4CO2 + 4H20 
 
 Condições anaeróbicas: 
◦ Fermentação alcoólica 
◦ Fermentação lática (ácido lático) 
Sacharomyces 
cerevisae 
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Fermentação Alcoólica 
 
Ocorrência: 
Na produção de alimentos lácteos através das bactérias Streptococcus e 
Lactobacillus . 
Nos nossos músculos esqueléticos na ausência de oxigênio. 
cãibra. 
Piruvato 
Fernanda - DBQ CK 
Lactato 
desidrogenase 
Fernanda - DBQ CK 
Resumo 
2 ADP 
 
 
2 ATP 
Fernanda - DBQ CK 
Glicose 
 
Piruvato 
Translocase 
Citoplasma 
Mitocôndria 
Condições 
aeróbicas 
Conexão glicólise e ciclo de Krebs: 
glicólise 
CK 
Fernanda - DBQ CK 
Fernanda - DBQ CK 
D 
Descarboxilação oxidativa: 
Piruvato + CoA Complexo Piruvato desidrogenase Acetil-CoA + CO2 
Fernanda - DBQ CK 
 
Deficiência da piruvato desidrogenase causa 
acidose lática, pois o piruvato é desviado para 
reação de formação de ácido lático. 
 
Os sintomas são variados e incluem defeitos no 
desenvolvimento (especialmente no sistema 
nervoso), desequilíbrio da contração muscular e 
morte prematura. 
 
Fernanda - DBQ CK 
O arsênico, veneno para ratos, também usado para 
matar humanos, inibe a piruvato desidrogenase, 
diminuindo a produção de acetil-CoA. 
O Ciclo de Krebs cessa por falta do acetil-CoA e as 
células morrem por falta de ATP. 
Livro: Madamme Bovary -1856 
Autor: Gustave Flaubert 
Napoleão Bonaparte 
Imperador francês 
(1769-1804) 
Fernanda - DBQ CK 
8 Reações: 
 
2 hidratações 
1 isomerização 
4 oxidações + 2 descarboxilações 
1 produção de GTP (fosforilação 
no nível do substrato) 
Fernanda - DBQ CK 
Citrato 
sintase 
Aconitase 
Isocitrato 
desidrogenase 
Complexo 
α-cetoglutarato 
desidrogenase 
Succinil-CoA sintetase 
Succinato 
Desidrogenase* 
Fumarase 
Malato 
desidrogenase 
H2O 
H2O 
Fernanda - DBQ CK 
 Todas as enzimas do ciclo estão presentes na matriz 
mitocondrial. 
Exceção Succinato desidrogenase que está presente na 
membrana interna da mitocôndria, na cadeia respiratória. 
 
 Todo carbono responsável pela formação do acetil é 
degradado em CO2 que é então liberado pela célula, caindo 
na corrente sanguínea. 
 
 São liberados vários hidrogênios, que são então 
capturados pelos NAD+ e FAD, transformando-se em NADH + 
H+ e FADH2. 
 
 Ocorre também liberação de energia na forma de GTP. 
 
 
CARACTERÍSTICAS DO CK 
Fernanda - DBQ CK 
 Oxidar o acetil-CoA em CO2 e H2O. 
 
 Fornecer elétrons para a Cadeia Respiratória 
para gerar energia na forma de ATP. 
 
A cadeia 
respiratória 
está localizada 
na membrana 
mitocondrial 
interna. 
 
Função: 
reduzir o 
oxigênio e 
formar água. 
CADEIA RESPIRATÓRIA 
Componentes da 
Cadeia Respiratória 
I I 
II II 
III III IV IV 
c c 
Q 
ESPA Ç O 
INTERMEMBRANAS 
MATRIZ 
4 Complexos enzim á ticos 
2 Transportadores m ó veis 
(Co Q e cit c) 
I I I I 
II II II II 
III III III III IV IV IV IV 
c c 
Q 
ESPA Ç O 
INTERMEMBRANAS 
MATRIZ 
4 Complexos enzim á ticos 
2 Transportadores m ó veis 
(Co Q e cit c) 
FAD 
FADH2 
H 2 O 
1/2 O 2 
+ 2H + 
NAD NAD H H + + H H + + 
NAD NAD + + H 2 O 
1/2 O 2 
+ 2H + 
NAD NAD H H + + H H + + 
NAD NAD + + 
H H + + H H + + H H + + H H + + H H + + H H + + 
4 complexos multienzimáticos : 
 
 Complexo I (NADH-Ubiquinona oxirredutase) 
 
 Complexo II (FADH2-Ubiquinona oxirredutase) 
 
 Complexo III (Ubiquinona-citocromo c 
oxirredutase) 
 
Complexo IV (Citocromo c oxidase) 
 
Componentes da 
Cadeia Respiratória 
Caminho percorrido pelos elétrons transportados pelo NADH + H+ 
NADH + H+ 
½ O2 
H2O 
A Direção do Fluxo de Elétrons 
Cit c 
NAD+ 
MATRIZ 
MITOCONDRIAL 
ESPAÇO INTERMEMBRANAS 
I 
III 
IV Q 
H+ H+ H+ 
H+ 
H+ 
Caminho percorrido pelos elétrons transportados pelo FADH2 
A Direção do Fluxo de Elétrons 
FADH2 FAD+ 
MATRIZ 
MITOCONDRIAL 
ESPAÇO INTERMEMBRANAS 
II II 
III 
IV 
Q 
Cit c 
H+ H+ 
½ O2 
H2O 
H+ 
H+ 
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + 
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 
MATRIZ 
MITOCONDRIAL 
ESPAÇO INTERMEMBRANAS 
ADP + P 
FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA 
ATP 
I III IV 
Cit c 
Q 
H+ H+ H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
H+ H+ 
H+ 
H+ 
H+ 
ATP Sintetase 
ESPAÇO
INTERMEMBRANAS
MATRIZ
MEMBRANA
INTERNA
FO
F1
ADP + Pi ATPADP + Pi ATP



  

F1: fator de acoplamento 1 
Fo: contém o sítio de ativação 
para oligomicina (inibidor da ATP 
sintase) 
Processos acoplados 
 transporte de e-  síntese de ATP 
 
ATP sintase com 3 sítios: 
L – frouxo (loose) – ADP + Pi 
T – apertado (tight) – ATP 
O – aberto (open) – libera ATP 
O fluxo de prótons converte 
o sítio de conformação T em 
O, liberando ATP. 
 
 Via Glicolítica: 2 NADH 5 
 2 ATP2 
Oxidação do Piruvato: 2 NADH 5 
 Ciclo de Krebs: 6 NADH 15 
 2 FADH2 3 
 2 GTP 2 
Total por molécula de glicose 32 
X2,5 
X2,5 
X2,5 
X1,5 
Produção de ATP 
Compreender o processo de oxidação da 
glicose para produção de energia na 
forma de ATP. 
 
Conhecer o ciclo de Krebs e compreender 
sua importância para a respiração celular. 
 
Analisar a Cadeia Respiratória e a 
Fosforilação oxidativa e entender como a 
energia armazenada nos transportadores 
de elétrons é convertida em ATP. 
 
 
Objetivos 
1) As afirmativas abaixo descrevem a 
glicólise, exceto: 
 
a) Tem uma produção líquida de 2 
moléculas de ATP para cada molécula de 
glicose. 
b) Envolve gasto de energia. 
c) Suas enzimas são encontradas no 
citoplasma. 
d) Todos os seus passos são reversíveis. 
 
QUIZ 
2) A equação simplificada a seguir 
representa o processo de fermentação 
realizado por microorganismos como o 
Saccharomyces cerevisiae (levedura). 
 A → B + C 
 A, B e C são, respectivamente: 
 
a) glicose, água e gás carbônico; 
b) glicose, álcool e gás carbônico; 
c) álcool, água e gás carbônico; 
d) álcool, glicose e gás oxigênio. 
 
3. Em que parte da célula o ciclo de Krebs 
acontece? Isso difere da parte da célula onde a 
glicólise acontece? 
 
4. Que aceptores de elétrons participam do ciclo 
do ácido cítrico? 
 
5. Nas células, a glicose é quebrada e a maior parte da 
energia obtida é armazenada principalmente no ATP 
(adenosina trifosfato) por curto tempo. 
 
 
a. Quando a célula gasta energia, a molécula de ATP é 
quebrada. Que parte da molécula é quebrada? 
 
b. Mencione dois processos bioquímicos celulares que 
produzem energia na forma de ATP. 
 
6. Sobre o ciclo de Krebs julgue as afirmativas em 
verdadeiras ou falsas: 
 
 (___) Ocorre na membrana mitocondrial interna. 
 (___) Produz 1 GTP, 3 NADH + H+ e 1 FADH2. 
 (___) Tem conexão com a cadeia transportadora de 
elétrons. 
 (___) Parte dos íons hidrogênios liberados ao longo 
do Ciclo de Krebs são captados pelo NAD+, que 
funciona como um aceptor de elétrons. 
 
7. O esquema abaixo mostra as etapas da degradação da glicose no 
interior das células para obtenção de energia. Os fenômenos 
assinalados com 1, 2, 3 e 4 correspondem, respectivamente, a: 
 
a. Glicólise, fermentação, cadeia respiratória, 
ciclo de Krebs. 
b. Fermentação, glicólise, cadeia respiratória, 
ciclo de Krebs. 
c. Glicólise, fermentação, ciclo de Krebs, 
cadeia respiratória. 
d. Fermentação, glicólise, ciclo de Krebs, 
cadeia respiratória. 
e. Glicólise, ciclo de Krebs, fermentação, 
cadeia respiratória. 
8. No esquema a seguir, os algarismos I e II referem-se a dois 
processos de produção de energia. As letras X e Y correspondem 
às substâncias resultantes de cada processo. Assinale a 
alternativa que indica a relação entre o processo de produção de 
energia e a respectiva substância resultante. 
 
 
a. Em I o processo é fermentação e a letra X indica a substância água. 
b. Em I o processo é respiração e a letra X indica a substância álcool. 
c. Em II o processo é fermentação e a letra Y indica a substância água. 
d. Em II o processo é respiração e a letra Y indica a substância álcool. 
e. Em I o processo é respiração e a letra X indica a substância água. 
Vídeo Mitocôndria em 2 atos 
Bibliografia 
 Campbell, M.K. Bioquímica. 3 ed. Porto Alegre: Artmed, 
2000. 
 Champe, P.C. et al. Bioquímica ilustrada. 4 ed. Porto 
Alegre: Artmed, 2009 
 Marzzoco, A.; Torres, B.B. Bioquímica básica. 2. ed. Rio 
de Janeiro: Guanabara Koogan, 1999. 
 Nelson, D.L.; Cox, M.M. Lehninger Princípios de 
bioquímica. 3 ed. São Paulo: Sarvier, 2002. 
 Sadava et al. Vida: a ciência da biologia. 8. ed. v. 1. Porto 
Alegre: Artmed, 2009. 
 
Links e vídeos interessantes 
 Glicólise: 
 http://www.youtube.com/watch?v=yQn3yprg24w 
http://medicinaunp.blogspot.com/2009/06/revisao-de-
bioquimica-gliconeogenese.html 
 Arsênio: 
 http://super.abril.com.br/superarquivo/2005/conteudo_406
497.shtml 
 Ciclo de Krebs: 
 http://www.youtube.com/watch?v=D5e1a0SunDA 
 Ciclo de Krebs detalhado: 
http://www.youtube.com/watch?v=1xWDBGybWhg 
 Cadeia transportadora de elétrons: 
http://www.youtube.com/watch?v=dRLfcigsuyE 
http://www.youtube.com/watch?v=md6JdC98dTU